ВЛИЯНИЕ  АКТИВАТОРОВ  И  ПАССИВАТОРОВ  НА 

СКОРОСТЬ  КОРРОЗИИ  ЖЕЛЕЗА  И  СТАЛЕЙ

Опыт 1.  Активирующее действие хлорид-ионов на коррозию.  В  одну  пробирку  налить  раствор  CuSO4,  в  другую СuCl2.  В  каждую  пробирку  опустить  стружку  алюминия.  Вытеснение  меди  в  первой  пробирке  происходит  очень  медленно,  а  во  второй  - быстро.  Объяснить  наблюдаемое  различие  с  учетом  наличия  на  алюминии защитной  пленки  оксида А12О3 и  активирующего  действия  хлорид-ионов  на  коррозию.

Опыт 2.  Пассивация железа. Железный  гвоздь  или  пластину  опустить  на  1-2  мин.  в  концентрированную  азотную  кислоту  и  промыть  в  воде.  Затем  опустить  пассивированный  и  незапассивированный  образцы  железа  в  1-2м  Н2SO4  c  добавлением  2-3  капель  К3[Fe(CN)6].  Наблюдать  пузырьки  водорода  и  синее  окрашивание  раствора  у  незапассивированного  образца.  Прикоснуться  медной  проволокой  к  поверхности  пассивированного  образца  и  наблюдать  «сползание»  защитной  пленки.  Опустить  после  этого  образцы  в  раствор  H2SO4  и  отметить  выделение  водорода.  Объяснить  наблюдения  и  составить  уравнения  процессов  пассивации  и  коррозии. 

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Опыт 3.  Коррозионные микроэлементы.  Тщательно  зачистить  наждачной  бумагой  пластину  обычной  железоуглеродистой  стали.  Затем  полоску  фильтровальной  бумаги,  смоченной  индикаторным  раствором,  плотно  наложить  на  стальную  пластину.  Через  несколько  минут  снять  бумагу.  Отметить  появление  синих  и  розовых  точек  на  бумаге.  Указать  анодные  и  катодные  участки  и  составить  уравнения  наблюдаемых  электрохимических  процессов  коррозии  стали.

  Индикаторный  раствор:  K3[Fe(CN)6] – 10 г/л,  NaCl – 20г/л,  желатина – 10г/л,  фенолфталеин – 1мг/л.

Опыт 4. Влияние деформации металла на его коррозиюю  Проволоку  или  пластину  из  мягкой  углеродистой  стали  зачистить  наждачной  бумагой;  обработать  ватой,  смоченной  ацетоном;  промыть  водой  и  досуха  протереть  фильтровальной  бумагой.

  Проволоку ( пластину)  согнуть  так,  чтобы  на  отдельных  участках  была  различная  степень  пластической  деформации.  Проволоку  ( пластину,  полукольцо)  поместить  в  стакан  и  залить  3%-ным  раствором  NaCl  с  добавлением  2-3  капель  К3[Fe(CN)6]  и  фенолфталеина.  Наблюдать  появление  участков,  окрашенных  в  синий  и  розовый  цвет.  Отметить  влияние  степени  изгиба (~ 45  и 90о)  проволоки ( пластины)  на  интенсивность  коррозии.  Написать  уравнения  происходящих  процессов.

Л а б о р а т о р н а я  р а б о т а № 7

РАСЧЕТ  И  ПОСТРОЕНИЕ  КОРРОЗИОННОЙ  ДИАГРАММЫ

  МЕТАЛЛА  ( упрощенной  диаграммы  Пурбе)

  Металл  −цинк.  EoZn2+/Zn = –0,763B( н. в.э.).

  2Н+ + 2е– = Н2 

Е(2Н+/Н2) = 0,186 – 0,059 рН  ( штриховая  линия  «a»)

Расчет  при  рН  0,  2,  4,  6,  8,  10,  12,  14

  2Н2О =  О2 +  4Н+ + 4е– (рН < 7)

  4ОН– = О2 + 2Н2О + 4е–  ( рН ≥ 7)

  ЕО2/ОН - = 1,217 – 0,059 рН (штриховая линия «b»)

  Расчет  при  рН  от  0  до  14

  Zn = Zn2+  +  2e–

Е = – 0,763 + 0,0295 lg [ Zn2+ ]

  Расчет  при  lg [Zn2+] = 0, –2,  –4, –6.

Провести  сплошную  линию  AB  при  рZn2+ = 6  от рН =  0  до  рН ≈ 8,8  (вертикаль1).


  Zn +  2Н2О = Zn(OH)2 (aм ) + 2Н+ +2е–

  Е =  –0,40  –  0,059 рН

  Расчет  при рН =  8, 10, 11.

  Провести  сплошную  линию BC  до  вертикали  2  при  рН = 11.


  Zn + 2H2O = HZnO2– + 3H+ + 2e–

  E = 0.054 – 0,0886рН  + 0,0295 lg [HZnO2–]

  Расчет  при  рН  11, 12, 13  и  [HZnO2–] = 10–6M.

  Провести  сплошную  линию CD.

  Zn + 2H2O = ZnO22– + 4H+ + 2e–

  E = 0,441 – 0,118 рН + 0,0295 lg [ZnO22–]

  Расчет  при  рН = 13 и 14  и  [ZnO22–]= 10–6M.

  Провести  сплошную  линию  DE.

Построить  упрощенную диаграмму  Пурбе  для  цинка  в  координатах  Е ( –1,5…+2В)  –  рН ( 0 ч 14).

  Указать  на  диаграмме  области  стабильности  цинка (ниже  линии АВСДЕ),  пассивности ( между  вертикалями 1 (рН≈8,8)  и 2 (рН =11)  и коррозии  цинка ( две области)  и  вид  катодной  деполяризации.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ  ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ


Какой  процесс  называется  коррозией  металлов и оборудования? В чем основные отличия  процесса химической коррозии от  процесса электрохимической коррозии? Каковы причины  возникновения коррозионных  элементов? Чем  отличается  коррозионный  микрогальванический  элемент  от  обычного  гальванического  элемента? На  каких  участках  поверхности  металла  легче  протекает  анодный  процесс,  а  на  каких – катодный? Какие  процессы  протекают  на  катодных  участках  при  коррозии,  идущей: а)  с  выделением  газообразного  водорода; б)  с  поглощением  растворенного  кислорода? Указать  возможные  окислители  для  меди,  железа,  цинка  в  нейтральном  и  кислом  растворах. Ответ  обоснуйте  значениями электродных  потенциалов. Почему  химически  чистые  алюминий  и  магний  в  морской  воде более  устойчивы,  чем  технические? Какая  обработка  коррозионной  среды  способствует  понижению  скорости  коррозии металлов и оборудования? Назвать  основные  виды  электрохимической  защиты  металлических изделий и привести примеры. Почему  нарушение  катодного  покрытия  более  опасно,  чем  анодного?  Ответ  обоснуйте  и  приведите  примеры. Чем  вызвано  защитное  действие  ингибиторов  коррозии? Привести примеры катодных и анодных ингибиторов.

  13. Как можно снизить коррозию варочного  оборудования ЦБП?

  14 .Назвать ионы - активаторы и  ионы-ингибиторы коррозии котельных  .  сталей.

  15.Анодная защита  автоклавов при щелочной варке  целлюлозы.

  16.Катодная защита трубопроводов и эстакад.

  17. Какие  факторы влияют  на эффективность протекторной защиты

  металлических изделий?

  18.Лесохимические ингибиторы коррозии металлических варочных

  котлов ЦБП при промывке и очистке соляной кислотой.

  19. Виды локальной коррозии металлического оборудования

  20. Три  основных направления защиты металлов и оборудования от

  коррозии.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Основная

  1.,   Коррозия  металлов  и защита  от

коррозии. Л.:  ЛТА, 1984.- 20с.; Л.: ЛТА, 1991.− 16 с.

  2., , Парфенова сопротивление материалов и защита оборудования нефтегазопереработки.  М.: Машиностроение, 2011. −436 с.

  3. Мальцева и защита оборудования от коррозии. Пенза: ПГУ, 2000.- 211 с. Электронное учебное издание в формате pdf. 1.7 Мб.

  4. , Флорианович  Г. М., Хорошилов и защита  от коррозии. М.: Физматлит, 2010.− 416 с.

  5. , , Ингибирующие добавки и коррозия котельной стали 20К// Бумажная промышленность. 1986. №12. С.26−27.

  6. ,  , Смирнов снизить коррозию варочных котлов // Бумажная промышленность. 1988. №12. С.32−34.

Дополнительная

  7. , Ананьева эффективности и механизма действия комбинированных ингибиторов кислотной коррозии сталей// Труды Междунар. Конгресса «Защита−92». М.,1992. Т.2. С.229−231.

  8. ,  Ананьева коррозии  варочного и теплообменного оборудования при очистке соляной кислотой// Целлюлоза. Бумага. Картон. 1999. № 7−8. С.38 −40.

  9. , Ананьева определение склонности аустенитных котельных сталей к питтинговой коррозии //Ж. прикладной химии.  Изд. »Наука» РАН. 1998. Т.71. № 7. С.1134−1137.

  10.   Ингибиторы кислотной коррозии металлов. Л.: Химия, 1986. 144 с.

  11. Кравцов от коррозии внутренних поверхностей резервуаров. Уфа: УГНТУ, 2005.− 112 с.

  12.   Коррозионная стойкость нержавеющих сталей, сплавов и чистых металлов. Справочник. М.: Металлургия, 1990. 320 с.

  13. Розенфельд коррозии. М.: Химия, 1977.  – 352 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………………………………………………………………3

Теоретическая часть.................................................................................4

1.Классификация коррозионных процесов………………………………..4

2.Способы количественной оценки коррозии металлов………………….7

3.Электрохимическая коррозия металлов…………………………………7

4.Поведение железа и его сплавов в агрессивных средах………………..16

5.Влияние кислотности среды на коррозию………..................................18

6.Методы защиты металлов от коррозии…………………………………19

7.Пути снижения коррозии металлических котлов для варки сульфатной

  целлюлозы…………………………………………………………………22

Экспериментальная часть………………………………………………..25

Лабораторная работа № 1. Определение возможности коррозии металла в электролите в заданных условиях(по вариантам)………………………..25

Лабораторная работа №2. Контактная коррозия металлов. Катодные и анодные покрытия……………………………………………………………28

Лабораторная работа №3. Измерение скорости электрохимической коррозии  железа (стали) в разбавленной серной кислоте………………28

Лабораторная работа №4.Определение эффективности ингибитора водно-солевой коррозии стали…………………………………………….30

Лабораторная работа №5.Определение эффективности ингибиторов кислотной коррозии сталей…………………………………………………31

Лабораторная работа №6. Влияние активаторов и пассиваторов на скорость коррозии железа и сталей……………………………………….34

Лабораторная работа №7. Расчет и построение коррозионной диаграммы металла(упрощенной диаграммы Пурбе)……………………………….. 35

Контрольные вопросы для самопроверки………………………………...36

Рекомендуемая литература…………………………………………………37

КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ И ОБОРУДОВАНИЯ

Методические указания

к выполнению

лабораторных работ по  дисциплине »Коррозия оборудования и защита от нее»

для студентов, обучающихся

по направлениям 240100(18.03.01) и 241000(18.03.02)

Отпечатано в авторской редакции с готового оригинал-макета

Подписано в печать с оригинал-макета

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9